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C++使用read()和write()讀寫(xiě)二進(jìn)制文件

 更新時(shí)間:2023年10月09日 09:36:39   作者:向陽(yáng)逐夢(mèng)  
以文本形式讀寫(xiě)文件和以二進(jìn)制形式讀寫(xiě)文件的區(qū)別,并掌握了用重載的?>>?和?<<?運(yùn)算符實(shí)現(xiàn)以文本形式讀寫(xiě)文件,在此基礎(chǔ)上,本節(jié)將講解如何以二進(jìn)制形式讀寫(xiě)文件

學(xué)籍管理程序

舉個(gè)例子,現(xiàn)在要做一個(gè)學(xué)籍管理程序,其中一個(gè)重要的工作就是記錄學(xué)生的學(xué)號(hào)、姓名、年齡等信息。這意味著,我們需要用一個(gè)類(lèi)來(lái)表示學(xué)生,如下所示:

    class CStudent
    {
        char szName[20];  //假設(shè)學(xué)生姓名不超過(guò)19個(gè)字符,以 '\0' 結(jié)尾
        char szId[l0];  //假設(shè)學(xué)號(hào)為9位,以 '\0' 結(jié)尾
        int age;  //年齡
    };

以文本形式讀寫(xiě)文件

前面章節(jié)中,我們學(xué)會(huì)了如何以文本形式讀寫(xiě)文件,如果使用此方式存儲(chǔ)學(xué)生的信息,則最終的文件中存儲(chǔ)的學(xué)生信息可能是這個(gè)樣子:

Micheal Jackson 110923412 17Tom Hanks 110923413 18......

要知道,這種存儲(chǔ)學(xué)生信息的方式不但浪費(fèi)空間,而且后期不利于查找指定學(xué)生的信息(查找效率低下),因?yàn)槊總€(gè)學(xué)生的信息所占用的字節(jié)數(shù)不同。

這種情況下,以二進(jìn)制形式將學(xué)生信息存儲(chǔ)到文件中,是非常不錯(cuò)的選擇,因?yàn)橐源诵问酱鎯?chǔ)學(xué)生信息,可以直接把 CStudent 對(duì)象寫(xiě)入文件中,這意味著每個(gè)學(xué)生的信息都只占用 sizeof(CStudent) 個(gè)字節(jié)。

值得一提的是,要實(shí)現(xiàn)以二進(jìn)制形式讀寫(xiě)文件,<< 和 >> 將不再適用,需要使用 C++ 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)專(zhuān)門(mén)提供的 read() 和 write() 成員方法。

其中,read() 方法用于以二進(jìn)制形式從文件中讀取數(shù)據(jù);write() 方法用于以二進(jìn)制形式將數(shù)據(jù)寫(xiě)入文件。

C++ ostream::write()方法寫(xiě)文件

ofstream 和 fstream 的 write() 成員方法實(shí)際上繼承自 ostream 類(lèi),其功能是將內(nèi)存中 buffer 指向的 count 個(gè)字節(jié)的內(nèi)容寫(xiě)入文件,基本格式如下:

ostream & write(char* buffer, int count);

其中,buffer 用于指定要寫(xiě)入文件的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的起始位置;count 用于指定寫(xiě)入字節(jié)的個(gè)數(shù)。

也就是說(shuō),該方法可以被 ostream 類(lèi)的 cout 對(duì)象調(diào)用,常用于向屏幕上輸出字符串。同時(shí),它還可以被 ofstream 或者 fstream 對(duì)象調(diào)用,用于將指定個(gè)數(shù)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)寫(xiě)入文件。

同時(shí),該方法會(huì)返回一個(gè)作用于該函數(shù)的引用形式的對(duì)象。舉個(gè)例子,obj.write() 方法的返回值就是對(duì) obj 對(duì)象的引用。需要注意的一點(diǎn)是,write() 成員方法向文件中寫(xiě)入若干字節(jié),可是調(diào)用 write() 函數(shù)時(shí)并沒(méi)有指定這些字節(jié)寫(xiě)入文件中的具體位置。

事實(shí)上,write() 方法會(huì)從文件寫(xiě)指針指向的位置將二進(jìn)制數(shù)據(jù)寫(xiě)入。所謂文件寫(xiě)指針,是是 ofstream 或 fstream 對(duì)象內(nèi)部維護(hù)的一個(gè)變量,文件剛打開(kāi)時(shí),文件寫(xiě)指針指向的是文件的開(kāi)頭(如果以 ios::app 方式打開(kāi),則指向文件末尾),用 write() 方法寫(xiě)入 n 個(gè)字節(jié),寫(xiě)指針指向的位置就向后移動(dòng) n 個(gè)字節(jié)。

下面的程序演示了如何將學(xué)生信息以二進(jìn)制形式寫(xiě)入文件:

    #include <iostream>
    #include <fstream>
    using namespace std;
    class CStudent
    {
    public:
        char szName[20];
        int age;
    };
    int main()
    {
        CStudent s;
        ofstream outFile("students.dat", ios::out | ios::binary);
        while (cin >> s.szName >> s.age)
            outFile.write((char*)&s, sizeof(s));
        outFile.close();
        return 0;
    }

輸入:

Tom 60↙
Jack 80↙
Jane 40↙
^Z↙

其中,表示輸出換行符,^Z 表示輸入Ctrl+Z組合鍵結(jié)束輸入。執(zhí)行程序后,會(huì)自動(dòng)生成一個(gè) students.dat 文件,其內(nèi)部存有 72 字節(jié)的數(shù)據(jù),如果用“記事本”打開(kāi)此文件,可能看到如下亂碼:

Tom 燙燙燙燙燙燙燙燙<   Jack 燙燙燙燙燙燙燙蘌   Jane 燙燙燙燙燙燙燙?

值得一提的是,程序中第 13 行指定文件的打開(kāi)模式為 ios::out | ios::binary,即以二進(jìn)制寫(xiě)模式打開(kāi)。在 Windows平臺(tái)中,以二進(jìn)制模式打開(kāi)文件是非常有必要的,否則可能出錯(cuò),原因會(huì)在《文件的文本打開(kāi)方式和二進(jìn)制打開(kāi)方式的區(qū)別》一節(jié)中介紹。另外,第 15 行將 s 對(duì)象寫(xiě)入文件。s 的地址就是要寫(xiě)入文件的內(nèi)存緩沖區(qū)的地址,但是 &s 不是 char * 類(lèi)型,因此要進(jìn)行強(qiáng)制類(lèi)型轉(zhuǎn)換;第 16 行,文件使用完畢一定要關(guān)閉,否則程序結(jié)束后文件的內(nèi)容可能不完整。

C++ istream::read()方法讀文件

ifstream 和 fstream 的 read() 方法實(shí)際上繼承自 istream 類(lèi),其功能正好和 write() 方法相反,即從文件中讀取 count 個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。該方法的語(yǔ)法格式如下:

istream & read(char* buffer, int count);

其中,buffer 用于指定讀取字節(jié)的起始位置,count 指定讀取字節(jié)的個(gè)數(shù)。同樣,該方法也會(huì)返回一個(gè)調(diào)用該方法的對(duì)象的引用。

和 write() 方法類(lèi)似,read() 方法從文件讀指針指向的位置開(kāi)始讀取若干字節(jié)。所謂文件讀指針,可以理解為是 ifstream 或 fstream 對(duì)象內(nèi)部維護(hù)的一個(gè)變量。文件剛打開(kāi)時(shí),文件讀指針指向文件的開(kāi)頭(如果以 ios::app 方式打開(kāi),則指向文件末尾),用 read() 方法讀取 n 個(gè)字節(jié),讀指針指向的位置就向后移動(dòng) n 個(gè)字節(jié)。因此,打開(kāi)一個(gè)文件后連續(xù)調(diào)用 read() 方法,就能將整個(gè)文件的內(nèi)容讀取出來(lái)。通過(guò)執(zhí)行 write() 方法的示例程序,我們將 3 個(gè)學(xué)生的信息存儲(chǔ)到了 students.dat 文件中,下面程序演示了如何使用 read() 方法將它們讀取出來(lái):

    #include <iostream>
    #include <fstream>
    using namespace std;
    class CStudent
    {
    public:
        char szName[20];
        int age;
    };
    int main()
    {
        CStudent s;       
        ifstream inFile("students.dat",ios::in|ios::binary); //二進(jìn)制讀方式打開(kāi)
        if(!inFile) {
            cout << "error" <<endl;
            return 0;
        }
        while(inFile.read((char *)&s, sizeof(s))) { //一直讀到文件結(jié)束
            cout << s.szName << " " << s.age << endl;   
        }
        inFile.close();
        return 0;
    }

程序的輸出結(jié)果是:

Tom 60
Jack 80
Jane 40

注意

程序中第 18 行直接將 read() 方法作為 while 循環(huán)的判斷條件,這意味著,read() 方法會(huì)一直讀取到文件的末尾,將所有字節(jié)全部讀取完畢,while 循環(huán)才會(huì)終止。

另外,在使用 read() 方法的同時(shí),如果想知道一共成功讀取了多少個(gè)字節(jié)(讀到文件尾時(shí),未必能讀取 count 個(gè)字節(jié)),可以在 read() 方法執(zhí)行后立即調(diào)用文件流對(duì)象的 gcount() 成員方法,其返回值就是最近一次 read() 方法成功讀取的字節(jié)數(shù)。感興趣的讀者可自行嘗試,這里不再做具體演示,更多關(guān)于C++ 讀寫(xiě)二進(jìn)制文件的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!

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